מידע תיאורטי

ההתפתחות המהירה של הייצור של מכשירים מיקרו-אלקטרוניים (MEDs) בעשור האחרון הובילה ליצירת ציוד עבודה שישפיע הכי פחות אפשרית על תהליך יצירת הסרטים הדקים ויאפשר לשלוט בפרמטרים שלהם. כתוצאה מכך, יש כרגע מבחר גדול התקנות ואקום, רכיבים, כמו גם חומרים ושיטות התקנה המאפשרות פתרון בעיות טכנולוגיות מורכבות בייצור חברי פרלמנט.

תהליך השגת סרטים דקים מתרחש בסביבת הוואקום של המכשיר התת מכסה של מתקן הוואקום. כדי להפחית את הלחץ במכשיר המשנה, ניתן להשתמש בשני עקרונות. בראשון, הגז מוסר פיזית מתא הוואקום ומשוחרר החוצה. דוגמה לשיטת פעולה זו היא משאבות מכניות וסילון קיטור, קיטור-שמן. שיטה נוספת לשאיבה מבוססת על עיבוי או לכידה של מולקולות גז על חלק כלשהו של פני השטח של תא הוואקום מבלי להוציא את הגז החוצה. משאבות קריוגניות, גטר וגטרו-יון מתוכננות על עיקרון זה.

מדד כמותי ליכולת העברת הגז או הספיגה של משאבה הוא הביצועים שלה (Q). התפוקה תלויה בלחץ במכשיר הנשאב ומוגדרת ככמות הגז הזורמת דרך צינור היניקה של משאבה עובדת ליחידת זמן ב-t = 20 0 C:

ש = Fp · פ,

כאשר Fp - מהירות שאיבה, l/s; P – לחץ של גזים שאובים, מ"מ כספית. אָמָנוּת.

פרמטר נוסף המאפיין את פעולת המשאבה הוא מהירות השאיבה Fp, המוגדרת כיחס בין ביצועי המשאבה ל לחץ חלקישל גז זה ליד כניסת המשאבה:

Fp = Q/P

לרוב משאבות הוואקום יש מהירות שאיבה כמעט קבועה על פני טווח של מספר סדרי לחץ גז. מעל ומתחת לאזור זה הוא יורד בחדות, אז שואבים עם סוג זה משאבת ואקוםהופך ללא יעיל.

בבחירת משאבה להתקנת ואקום, יש לזכור כי המשאבות עצמן, בתנאים מסוימים, הן מקורות לשאריות גזים בתא הוואקום. סוגים שוניםמשאבות משתנות מאוד הן בכמות והן באופי הגזים המשתחררים. עקבות של אדים של תרכובות אורגניות הנגרמות על ידי נוזלי העבודה המשמשים במשאבות מזיקים במיוחד.

הפרמטרים העיקריים של המשאבה כוללים גם את הלחץ המקסימלי Pg - זהו הלחץ המינימלי שניתן להשיג באמצעות משאבת ואקום אם המשאבה עצמה אינה פולטת גזים.

עבור משאבות סיבוביות, Pg תלוי ב"נפח החיסרון" של המשאבה (כלומר, אותו חלק של תא הדחיסה שממנו לא ניתן לעקור את הגז המגיע מהאובייקט הנשאב) ובלחץ האדים של החומרים, כגון שמן המשמש לאיטום. עבור משאבות סילון קיטור, Pg תלוי במהירות מולקולות הקיטור בזרבובית, במהירות של מולקולות הגז בנפח הנשאב ובמשקל המולקולרי של הגז.

הלחץ החיצוני המותר (כניסה) הוא המקסימלי לחץ מותרגז ביציאת המשאבה, כלומר הלחץ שבו מהירות השאיבה עדיין נשארת שווה לערך המרבי. למשאבות ואקום קדמיות שדוחסות גז ל לחץ אטמוספרי, לחץ היציאה המותר שווה ללחץ אטמוספרי עבור משאבות ואקום גבוהות, לחץ היציאה המותר שווה ללחץ הוואקום הקדמי.

ניתן לתאר את תהליך השאיבה של התקן תת-כובע בעל נפח V ולחץ ראשוני Po, המבוצע על ידי כל משאבה עם מהירות שאיבה Fp ולחץ מרבי Pg, באמצעות משוואה דיפרנציאלית הנגזרת על בסיס חוק בויל-מריוט. ירידת הלחץ לאורך זמן מתוארת במשוואה הבאה:

DP/dt = Fp/V(P - Pg) (1)

הפתרון של משוואת דיפרנציאלית זו ייתן מאפיין של השינוי בלחץ P בכלי הנשאב עם הזמן t.

במקרה של משאבה "אידיאלית" Fp = Fp max = const - מאפיין המשאבה P הוא קו ישר. מהירות השאיבה Fp all משאבות טכניותבניגוד ל"אידיאליים", זה תלוי בלחץ , ולכן, מאפייני הזמן של שינויי לחץ מתקבלים בדרך כלל לא על ידי חישוב, כלומר על ידי שילוב משוואה 1, אלא נקבעים מתוך ניסוי.

מכשיר התקנת ריסוס ואקום

התקנת הוואקום נועדה ליצור ולתחזק ואקום בנפח העבודה (התקן תחת מכסה). המתקן מורכב מיחידת ואקום ומעמד בקרה. מבחינה מבנית, יחידת הוואקום (איור 1.1) היא בית 1, שעליו מותקן התקן תחתון 2. מערכת ואקום, מערכת קירור. מערכת גזוהנעה הידראולית להרמת מכסה המנוע. במכשיר התת מכסה, לחץ הגז ההפעלה מוגדר מ-1·10 -3 ל-5·10 -4 מ"מ כספית. אָמָנוּת. והחומרים של המטרה המקרטעת מופקדים על המצע באמצעות התקן מקרטעת.

מערכת הוואקום של המתקן (איור 1.2) מורכבת ממשאבה מכנית NVR-5D ויחידת ואקום VA-2-3R-N, תיבת שסתומים, דליפה אלקטרומגנטית, צינורות וחיישנים למדידת לחץ.

איור.1.1. הוֹפָעָהמתקנים: 1 - גוף; 2 - כובע; 3 - מערכת

לִשְׁאוֹב; 4 - מערכת קירור; 5 - מנגנון ערבוב;

6 - מכשיר ריסוס; 7 - תיבת שסתום; 8 - מד ואקום

צינורות מערכת הוואקום מחברים אותה למשאבה המכנית, למכשיר התת מכסה ולצינור היציאה של משאבת הקיטור-שמן. שסתום הדליפה נועד להוריד את נפח העבודה.

אמצעי השאיבה של מערכת הוואקום של המתקן נשלטים על ידי יחידת הבקרה של מערכת הוואקום.

כדי להפעיל את המשאבה המכנית, עליך להפעיל את מתג ההחלפה המתאים בלוח הבקרה. במקרה זה, המתנע המגנטי מופעל, אשר עם מגע אחד פתוח בדרך כלל הופך לנעילה עצמית, ועם שלושת המגעים האחרים מפעיל את המנוע החשמלי המניע את המשאבה האלקטרו-מכאנית ביחידת הוואקום.

איור.1.2. מערכת התקנת ואקום: 1 - משאבה מכנית NVR-5D;

2 - ידית תחתונה של תיבת השסתום; 3 - דליפה אלקטרומגנטית;

4 - ידית עליונה של תיבת השסתום; 5 - תיבת שסתום;

6 - צמד תרמי; 7 - חיישן לחץ; 8 - שסתום דליפה;

9 - תריס; 10 - יחידת ואקום מסוג VA-2-3RM; 11 - צינורות

כדי להפעיל את המשאבה המכנית, עליך להפעיל את מתג ההחלפה המתאים בלוח הבקרה. במקרה זה, מתנע מגנטי מופעל, אשר

מגע אחד פתוח בדרך כלל עובר לנעילה עצמית, ושלושת המגעים האחרים מפעילים את המנוע החשמלי המניע את המשאבה האלקטרו-מכאנית ביחידת הוואקום

הפעלת המחמם של משאבת שמן הקיטור EN-1 אפשרית רק לאחר הפעלת המשאבה המכנית, שכן המתנע המגנטי מופעל באמצעות מגע פתוח בדרך כלל של המתנע המגנטי, ונורת האותות בלוח הבקרה נדלקת.

בעזרת תיבת שסתום 2, כל מיתוג מערכת הוואקום הדרוש להפעלת המתקן מסופק. בקרת תיבת השסתומים ממוקמת על העמוד הקדמי של המתקן (איור 1.1). כאשר הידית העליונה של המשאבה המכנית נשלפת החוצה, נפח העבודה של המכשיר התת מכסה נשאב החוצה כאשר הידית התחתונה נשלפת החוצה, חלל משאבת הקיטור-שמן נשאב החוצה.

הדליפה האלקטרומגנטית ממוקמת על תיבת השסתום 5 ונועדה להכניס אוויר אטמוספרי לצינור של משאבה מכנית.

הדליפה האלקטרומגנטית מופעלת על ידי מתג "עופרת" הממוקם ביחידת הבקרה של מערכת הוואקום. הדליפה פועלת רק אם המשאבה המכנית כבויה. כאשר הידית התחתונה של תיבת השסתום מורחבת, אותה דליפה מכניסה אוויר אטמוספרי לחלל משאבת הקיטור-שמן. מבחינה מבנית, הדליפה היא סולנואיד, שחלקו הסופי עשוי בצורה של שסתום איטום. לפתח האוורור יש מסנן זכוכית נקבובי הלוכד חלקיקי אבק מהאוויר.

בקרת ואקום מתבצעת על ידי מד ואקום VIT-2 מחיישנים המחוברים אליו באמצעות מתג "בחירת חיישנים".

כאשר מתג "בחירת חיישנים" מוגדר למצב "1", מד הוואקום מודד את הוואקום הנמוך בקו הקדמי. כאשר הוא מוגדר למצב "2", הוואקום הגבוה במכשיר התת מכסה נמדד באמצעות חיישן לחץ יינון כאשר מועבר למצב "0", שני החיישנים כבויים.

משאבת ואקום מכנית. משאבה מסוג שבשבת-רוטור עם אטם שמן מיועדת לשאיבת אוויר, גזים לא פעילים מבחינה כימית ותערובות אדים-גז שאינם משפיעים על חומרי מבנה ונוזל עבודה. משאבות כאלה יכולות בדרך כלל לשאוב החוצה אדים מעובה ותערובות אדים-גז בריכוזים מקובלים.

תהליך שאיבת הגזים במשאבות שבשבת סיבוביות מבוסס על שאיבה מכנית של גז עקב עלייה תקופתית בתא העבודה.

עקרון הפעולה של משאבה כזו מודגם באיור 1.3 ומתקדם כדלקמן.

איור.1.3. משאבת שבשבת סיבובית: 1 - צילינדר; 2 - רוטור; 3 - שכמות;

4 - אביב; 5 - שסתום; A ו-B - חללים

בצילינדר 1, רוטור 2 המותקן בצורה אקסצנטרית מסתובב בכיוון המצוין על ידי החץ להבים 3 ממוקמים בחריץ של הרוטור, הנלחצים על פני השטח הפנימי של הגליל על ידי קפיץ 4. כאשר הרוטור מסתובב, הלהבים מחליקים לאורך המשטח הפנימי של הגליל, החלל שנוצר על ידי הגליל, הרוטור והלהבים מחולק לחלל A ולחלל B.

כאשר הרוטור מסתובב, נפח חלל A גדל מעת לעת וגז נכנס אליו מהמערכת הנשאבת; נפח חלל B יורד מעת לעת ומתרחשת בו דחיסה. הגז הדחוס משתחרר דרך שסתום 5. האיטום בין חללי היניקה A לדחיסה B מתבצע באמצעות סרט שמן. כך פועלת משאבה חד-שלבית. בתכנון דו-שלבי, הפלט של השלב הראשון מחובר לכניסה של השלב השני והגז משתחרר לאטמוספירה דרך השסתום.

לכל משאבות השבשבת הסיבוביות יש עיצוב דומה, אך שונות בגודלן, מה שקובע את מהירות השאיבה של המשאבות. העיצוב של משאבת שבשבת סיבובית חד-שלבית מוצג באיור 1.4.

בעת חיבור המשאבה למערכת ואקום, על הצינור להיות באורך קצר ובקוטר גדול, לא פחות מקוטר כניסת המשאבה. אי עמידה בתנאים אלו מובילה לירידה במהירות השאיבה של המשאבה.

למשאבת השבשבת הסיבובית המכנית VN-05-2 המשמשת בהתקנה יש את העיקרית הבאה מאפייני ביצועים:

מהירות שאיבה 0.5 ליטר/שניה

לחץ שיורי 5·10 -3 מ"מ כספית. אָמָנוּת.

משאבת שמן קיטור בוואקום גבוה.משאבת קיטור-שמן בוואקום גבוה N-05 מיועדת לשאיבת אוויר, גזים לא אגרסיביים, אדים

ותערובות קיטור-גז.

המשאבה חייבת לפעול רק בשילוב עם משאבת עזר קדם פריקה. מיקומה של משאבת שמן הקיטור במערכת ואקום גבוה מוצג באיור 1.5.

משאבות קיטור-שמן תלת-שלביות בשימוש נרחב מורכבות מהרכיבים העיקריים הבאים: דיור, קו קיטור, דוד חשמלי, קלע שמן וממסר הידראולי. עיצוב המשאבה מוצג באיור 1.5.

בית משאבה 1 הוא גליל פלדה עם תחתית מרותכת אליו, אוגן כניסה 2, צינור יציאה עם אוגן 3. להתקנת חלקי המפלט, יש אוגן אטום 4 על צינור היציאה.

איור.1.5. תצוגה כללית של המשאבה: 1 - דוד חשמלי; 2 - קו קיטור; 3 - גוף; 4 - מסיט שמן; 5 - זרבובית; 6 - כרית ישבן;

7 - זרבובית; 8 - כרית ישבן; 9 – פיית מפלט

החלק המבני העיקרי של המשאבה הוא קו קיטור שבו השמן מסתובב בצורה כזו שאדי שמן מהדוד הממוקם בחלק התחתון של הבית דרך תעלות מוליכות קיטור נכנסים לפירות העליונות, התחתונות והמפלט, ויוצאים, מהמקום שבו הם מתעבים על הקירות הקרים של בית המשאבה וצינור היציאה. זורמים לתוך הדוד, השמן נכנס תחילה לחלק של הדוד המחובר לפיזור (הפליטה) האחרון ורק לבסוף, עובר דרך המבוך, הוא נכנס לקטע המחובר לקו הקיטור הפנימי הקריטי ביותר המספק קיטור לגובה- פיית ואקום. הודות לכך, פיית הוואקום הגבוהה הקרובה ביותר לאובייקט הנשאב פועלת רק על שמן בעל לחץ האדים הרווי הנמוך ביותר, והפיה הקרובה ביותר למשאבת טרום הפריקה פועלת על השברים הקלים ביותר.

קו הקיטור של המשאבה הוא תלת שלבי. שני השלבים הראשונים הם מסוג מטרייה, השלב השלישי הוא מפלט. אדי שמן מהדוד עוברים דרך קווי קיטור לתוך חרירי שלושת השלבים של המשאבה ויוצאים מהם יוצרים סילונים. הגז הנשאב מתפזר לתוך סילוני הקיטור ומועבר על ידם לאזור טרום הפריקה. הקיטור, שהגיע לקיר המקורר של המשאבה, מתעבה וזורם בחזרה לדוד.

המשאבה מופעלת ברצף הבא:

א) הפעל את משאבת הוואקום הקדמי, ופתח את השסתום, שאבו את המערכת

עם משאבת קיטור שמן עד לחץ של 5·10 -2 - 1·10 -2 מ"מ כספית. אָמָנוּת.;

ב) להכניס מים לקירור בית המשאבה;

ג) הפעל את המחמם החשמלי של משאבת הקיטור-שמן.

כדי לעצור את המשאבה, הפעל את המחמם החשמלי של המשאבה ואספקת מים לקירור התחתית. לאחר שהמשאבה התקררה, סגור את השסתום, כבה את משאבת הוואקום הקדמי והפסק את אספקת המים.

מאפיינים עיקריים של משאבת שמן קיטור:

לחץ שיורי מרבי לא יותר מ-5·10 -7 מ"מ כספית. אָמָנוּת.

מהירות שאיבה Fp 500 l/s

לחץ היציאה המרבי הוא לא פחות מ-0.25 מ"מ כספית. אָמָנוּת.

זרימת אוויר אטמוספרי אינה עולה על 0.02 l×mm Hg. st./s

דרגת שמן VM-1 GOST 7904-56

פריקה מוקדמת VN-2MG או NVR-5D

נוהל לביצוע העבודה

1. הפעל את המתקן, שעבורו מכשיר ה"רשת" מועבר למצב "מופעל".

2. הפעל את המשאבה המכנית על ידי הזזת כפתור המתג למצב "מופעל".

3. פינו את נפח משאבת הקיטור-שמן, פתחו את השסתום התחתון של תיבת השסתומים.

4. הפעל את מחמם משאבת הקיטור-שמן עם מתג ההחלפה "מופעל".

5. 35 - 40 דקות לאחר הפעלת מחמם משאבת הקיטור-שמן, הפעל את מזין החנקן.

6. לאחר חימום משאבת הקיטור-שמן, סגור את השסתום התחתון ובצע שאיבה מקדימה של נפח התחתית על ידי פתיחת השסתום העליון של תיבת השסתום.

7. קח את המאפיין P(t) במהלך השאיבה על משאבה מכנית עבור זה, רשום את הקריאות של מד ואקום תרמי כל 10 דקות למשך שעה אחת. סכמו את הנתונים בטבלה ושרטטו עקומת P(t).

8. הסר ושרטט את ה-P(t) המאפיין עבור משאבת הדיפוזיה. ערכו את הניסוי באותו אופן כמו בנקודה 7.

9. העריכו את היכולות של שתי המשאבות כאשר מגיעה לרמת טרום ואקום: מכאנית תוך 40 דקות, ואקום גבוה תוך שעה.

10. תנו מסקנה לגבי הוואקום המקדים שניתן לקבל עם מערכת השאיבה המוצעת.

11. הציגו את הנתונים שהתקבלו במהלך הניסוי בצורה של טבלאות וגרפים.

שאלות מבחן

1. כיצד מסווג ואקום? הסבירו את עקרון הפעולה של מתקן השקעת ואקום ואת מטרת הרכיבים.

2. הסבר רצף נכוןהפעלה וכיבוי של משאבות ואקום במתקן ואקום. הסבירו כיצד הוואקום המקסימלי שניתן להשיג בהתקנה כזו מוגבל.

3. הסבר את פעולת משאבת שמן קיטור.

4. הסבירו את פעולתה של משאבה מכנית.

5. הסבירו את עקרון מדידת הוואקום ואת פעולתם של חיישני תרמיוני ויינון.

6. הסבר את מטרת ופעולת שסתום הדליפה.

7. הסבר את עקרון הפעולה והמבנה של מלכודות חנקן ואלקטרומגנטיות.

8. הערה על המתקבל מאפייני ואקוםהתקנות.

חברת ZENKO PLASM, בשיתוף עם FHR Anlagenbau GmbH (גרמניה), מציעה מערכות שיקוע ואקום עבור מיקרואלקטרוניקה, פוטו-וולטאיקה, חיישנים, אופטיקה, MEMS, תצוגות אורגניות (OLED), ולייצור זכוכית אדריכלית. FHR נבדל על ידי הגבוה ביותר איכות גרמניתהרכבה, צי ציוד משלנו לתהליכי הדגמה, יכולת לייצר כמעט כל מערכת לפי הזמנה ויותר מ-20 שנות ניסיון בייצור ציוד היי-טק. במקביל, FHR היא חלק מהחזקת Centrotherm photovoltaics AG - מהמובילות בעולם בייצור ציוד לייצור פוטו-וולטאים, מיקרו-אלקטרוניקה וייצור מוליכים למחצה. ZENKO PLASMA מספקת ייעוץ, אספקה, הזמנה, אחריות ושירות לאחר אחריות.

מערכות התזת ואקום מוצעות בסדרות הבאות:

רול-ל-רול- מערכות תעשייתיות למגנטרון או לקריזה תרמית של שכבות מתכת, תחמוצת וניטריד על סרטי פולימר ומתכת (על פי עקרון הגלגול לגלגול) ברוחב של עד 2400 מ"מ (2.4 מ'). מערכות אלו משמשות בעיבוד חומרי גלילמבוסס על סרטי מתכת ופולימרים דקים, ב תעשיית המזון, בייצור אלקטרוניקה גמישה (אורגנית), גמישה תאים סולאריים(טכנולוגיות סרט דק CIGS, CdTe, a-Si), להנחת ציפויים אופטיים בעלי רפלקטיביות גבוהה, מחסום, מוליכות, שכבות בידודיות. התהליכים הטכנולוגיים הבאים נתמכים: מקרטעת מגנטרון(מצבי DC, MF, RF), ניקוי פני השטח עם אלומת יונים, תחריט יבש, ריסוס תרמי, חישול תרמי, שקיעת פלזמה כימית (PECVD) בהתאם לתהליך, אפשרי עיצוב עם שער טעינת ואקום.

קַו– מערכות שיקוע ואקום תעשייתיות עם עיבוד אופקי או אנכי של מצעי זכוכית או מתכת עד ברוחב של 2.2 מ' ועד 4 מ' אורך משמש בעיקר להשקעת תחמוצות מוליכות שקופות (TCO) בייצור תאים סולאריים בעלי סרט דק. בייצור זכוכית אדריכלית לשיפור מקדם העברת החום והעברת האור; בייצור צגים (כולל OLED), בתחום מריחת ציפויי הגנה. קו העיבוד מבטיח את הפרודוקטיביות והאיכות הגבוהה ביותר של סרטים מרוססים. תצורות בודדות אפשריות בהתאם לממדים של המצע, פרודוקטיביות ופרמטרים של תהליך השקיעה.

כּוֹכָב– סדרה זו היא מערכת מסוג אשכול עם עיבוד יחיד לייצור בקנה מידה קטן ומו"פ בתחום המיקרו-אלקטרוניקה, אופטיקה, MEMS, חיישנים. מאפשר לעבוד הן עם טעינה בודדת של צלחות בקוטר של עד 300 מ"מ והן עם קסטות. הרובוט המרכזי מבטיח את תנועת המצע בין המודולים הטכנולוגיים של המערכת. ניתן להצטייד בשער טעינת רקיק, מודולים טכנולוגיים: תחריט (PE, RIE), אידוי תרמי, אידוי קרן אלקטרונים, חישול תרמי (RTP/FLA), התזת מגנטרון, שקיעה כימית בפלזמה (PECVD, CVD), שקיעת שכבה אטומית ( ALD). מערכות מסדרה זו רלוונטיות כאשר יש צורך בכמה תהליכים טכנולוגיים בהתקנה אחת. ניתן להתקנה דרך קיר בחדרים נקיים.

Boxx- מערכות שיקוע מסדרה זו מספקות עיבוד קבוצתי של מצעים בייצור קבוצות קטנות של מערכות אופטיות, MEMS וחיישנים. מערכות יכולות להיות מצוידות בשער טעינת ואקום. העמסת מצעים מתבצעת באופן ידני על גבי תוף מסתובב בתוך תא העבודה. כשהתוף מסתובב, המצעים עוברים דרך קטעי קיזור מגנטרונים שונים (DC, RF), ומאפשרים לקזז של חומרים מרובים בתהליך אחד. מדור ניקוי פני הפלזמה מותקן לפי הצורך. אופציונלי, ניתן להתקין עד כמה תופים כאלה, להשתמש בהעמסת סלים, וגם לספק חימום של המצעים במהלך תהליך ההשקעה. ניתן להתקנה דרך קיר בחדרים נקיים.

מיקרו– מתקני ריסוס מסדרה זו מיועדים בעיקר למחקר, פיתוח וייצור בקנה מידה קטן. היחידות מיועדות לעיבוד יחיד של מצעים בקוטר של עד 200 מ"מ כולל מרובעים ומלבניים. המתקנים מאפשרים שקיעה של שכבות מתכת ודיאלקטריות כאחד. קיימות מערכות קיזור מגנטרון ואיוד תרמי. המערכות נבדלות על ידי הקומפקטיות, התצורה הגמישה, קלות ההתקנה, השימוש והתחזוקה שלהן.

אנו מציעים את ההזדמנות לייצר מטרות עבור התקנות מקרטעת מגנטרון. טכנולוגיות חדישותמתקני ייצור מאפשרים לנו לייצר מטרות מישוריות וגליליות גם יחד, כולל לא סטנדרטיים לפי שרטוטים. סוגי החומרים הבאים זמינים: מתכתי, סגסוגות (Al, Cr, Ti, Ni, In), בורידים, קרבידים, ניטרידים, תחמוצות, סיליקידים, סולפידים, טלורידים. ספר לנו את הדרישות שלך ואנו נספק פתרון מתאים.

שלום חברים.

אז הסיפור התחיל קצת קודם, כשהיה לנו תא ואקום. הדרך שלה אלינו לא הייתה קרובה וניתן לתאר אותה בסיפור נפרד, אבל זה, כמו שאומרים, "סיפור אחר לגמרי". אני רק אגיד שעוד קודם לכן זה הביא תועלת מסוימת לאנשים באחת המעבדות של אוניברסיטת גטינגן.

הדבר הראשון שהתחלנו להשתמש בו בתא הוואקום היה בדיקת שיטה להצבה תרמית של מתכות על מצעים. השיטה פשוטה וישנה כמו העולם. מטרה של מתכת קרועה, כמו כסף, מונחת בכור היתוך מוליבדן. סביבו מוצב גוף חימום. השתמשנו בחוט מסגסוגת טונגסטן רניום, שהיה מלופף בספירלה.

מכשיר הריסוס התרמי השלם נראה כך:

ציוד להתזה תרמית של מתכות. א. מורכב ( מסך מגןוהשסתום מוסרים). ייעודים: 1 - כור היתוך, 2 - גוף חימום, 3 - קו קיטור, 4 - עופרת זרם, 5 - צמד תרמי, 6 - מסגרת לדוגמא.

לאחר העברת זרם (הוא נכנס לתא הוואקום דרך מובילים אטומים), הספירלה מתחממת, מחממת את הסירה, שבה גם חומר המטרה מתחמם ומתאדה. ענן אדים מתכתי עולה דרך קו הקיטור ועוטף את הגוף שעליו יש להפקיד את סרט המתכת.

השיטה עצמה פשוטה וטובה, אבל יש גם חסרונות: צריכת אנרגיה גבוהה, קשה לאתר את המשטחים (הגופים) בענן האדים שעליהם צריך להפקיד את הסרט. ההדבקה היא גם לא הכי טובה. הם יושמו על חומרים שונים, לרבות מתכות, זכוכית, פלסטיק וכו'. בעיקר למטרות מחקר, מכיוון שאנחנו רק שולטים בציוד ואקום.

עכשיו הגיע התור לדבר על מערכת הוואקום. ביצענו את הניסויים בתא ואקום המצויד במערכת ואקום המורכבת ממשאבה קדמית ומשאבה טורבומולקולרית ומספקת לחץ שיורי של 9.5 10 -6 - 1.2 10 -5 מ"מ כספית.
אם במבט ראשון נראה שזה לא מסובך, אז למעשה זה לא. ראשית, החדר עצמו חייב להיות בעל אטימות הדרושה כדי לשמור על ואקום גבוה. זה מושג על ידי איטום כל האוגנים והפתחים הפונקציונליים. כיסויי האוגנים העליונים והתחתונים זהים, באופן עקרוני, אטמי גומי, כמו החורים הקטנים ביותר המיועדים להתקנת חלונות, חיישנים, מכשירים, אטמי לחץ וכיסויי אוגן אחרים, רק בקוטר גדול בהרבה. לדוגמה, כדי לאטום באופן אמין חור כזה

דורש אוגן, אטם וחומרה כפי שמוצג בתמונה זו.

חיישן זה מודד את הוואקום בתא, האות ממנו נשלח למכשיר המראה את רמת הוואקום הגבוה.

הוואקום של הרמה הנדרשת (לדוגמה, 10-5 מ"מ כספית) מושג כדלקמן. ראשית, שואב וואקום נמוך לרמה של 10-2 באמצעות משאבת ואקום קדמית. בהגעה לרמה זו מופעלת משאבת ואקום גבוהה (טורבו-מולקולרית), שהרוטור שלה יכול להסתובב במהירות של 40,000 סל"ד. במקביל, משאבת הוואקום הקדמית ממשיכה לפעול - היא שואבת לחץ מהמשאבה הטורבומולקולרית עצמה. האחרון הוא יחידה קפריזית למדי והעיצוב ה"דק" שלה שיחק תפקיד מסוים בסיפור הזה. אנו משתמשים במשאבה טורבומולקולרית יפנית מוואקום אוסקה.

מומלץ לשחרר את האוויר באמצעות אדי שמן הנשאבים מהתא לאטמוספירה, שכן טיפות שמן עדינות עלולות "להתיז" על כל החדר.

לאחר שהבנו את מערכת הוואקום ועבדנו על קיצוץ תרמי, החלטנו לנסות שיטה אחרת של שקיעת סרט - מגנטרון. היה לנו ניסיון רב בתקשורת עם מעבדה אחת גדולה, שהחילה עלינו ציפוי ננו פונקציונלי עבור חלק מהפיתוחים שלנו בשיטת הקזת המגנטורון. בנוסף, יש לנו קשרים די הדוקים עם כמה מחלקות של MEPhI, MVTU ואוניברסיטאות אחרות, מה שגם עזר לנו לשלוט בטכנולוגיה הזו.

אבל עם הזמן, רצינו להשתמש ביותר מהאפשרויות שתא הוואקום מספק.

עד מהרה היה לנו מגנטרון קטן, שהחלטנו להתאים אותו לתצהיר סרט.

זוהי שיטת הוואקום המגנטורון להנחת סרטי מתכת ודקים וקרמיקה הנחשבת לאחת היצרניות, החסכוניות והקלות לתפעול מכולן. שיטות פיזיותמקרטעת: אידוי תרמי, מגנטרון, יון, לייזר, קרן אלקטרונים. המגנטרון מותקן באחד מהאוגנים, כנוח לשימוש. עם זאת, זה עדיין לא מספיק לקרטוט, שכן הוא דורש אספקת מתח מסוים, מי קירור וגזים כדי להבטיח הצתה של הפלזמה.

טיול תיאורטי

בפשטות, המגנטרון מתוכנן כדלקמן. על הבסיס, המשמש גם כמעגל מגנטי, מניחים מגנטים חזקים היוצרים שדה מגנטי חזק. מצד שני, המגנטים מכוסים בלוח מתכת, המשמש כמקור לחומר מקרטע ונקרא מטרה. פוטנציאל מוחל על המגנטרון, והקרקע מוחל על גוף תא הוואקום. הפרש הפוטנציאל שנוצר בין המגנטרון לגוף המצלמה באווירה נדירה ו שדה מגנטימוביל לדברים הבאים. אטום של ארגון הגז היוצר פלזמה נחשף לקווי שדה מגנטי וחשמלי ומיונן בהשפעתם. האלקטרון הנמלט נמשך לגוף המצלמה. היון החיובי נמשך אל מטרת המגנטרון, ומואץ תחת פעולת קווי השדה המגנטי, פוגע במטרה ומפיל ממנה חלקיק. הוא עף החוצה בזווית הפוכה לזווית שבה פגע יון אטום הארגון במטרה. חלקיק מתכת עף מהמטרה לעבר המצע הממוקם מולו, שיכול להיות עשוי מכל חומר.

חברינו מהאוניברסיטה יצרו ספק כוח DC למגנטרון הזה בהספק של כ-500 וואט.

כמו כן בנינו מערכת הזרקת גז לגז ארגון היוצר פלזמה.

כדי להניח חפצים עליהם ירוסס סרטים, בנינו את המכשיר הבא. לכיסוי החדר יש חורים טכנולוגיים שלתוכם ניתן להתקין מכשירים שונים: אטמי חשמל, אטמי תנועה, חלונות שקופים, חיישנים וכו'. באחד החורים הללו התקנו אטם לחץ עבור הציר המסתובב. מחוץ למצלמה, הפעלנו סיבוב על הציר הזה ממנוע חשמלי קטן. על ידי הגדרת מהירות סיבוב התוף לכ-2-5 הרץ, השגנו אחידות טובה של יישום הסרט סביב היקף התוף.

מלמטה, כלומר. בתוך החדר חיברנו לפיר סל מתכת קלה שעליה ניתן לתלות חפצים. בחנות לציוד משרדי, תוף סטנדרטי כזה נמכר כסל פסולת ועולה כ -100 רובל.

עכשיו היה לנו במלאי כמעט כל מה שצריך להצגה בסרט. השתמשנו במתכות הבאות כמטרות: נחושת, טיטניום, נירוסטה, אלומיניום, סגסוגת נחושת-כרום.

והם התחילו לאסוף אבק. דרך החלונות השקופים לתוך החדר, ניתן היה לצפות בזוהר הפלזמה על פני מטרת המגנטורון. כך שלטנו "בעין" ברגע הצתת הפלזמה ובעוצמת הקפיצה.

השיטה לשליטה בעובי הציפוי הומצאה די פשוטה. אותה פיסת נייר כסף עם שטח פנים מדוד הונחה על התוף ומסתה נמדדה לפני ואחרי הריסוס. לדעת את צפיפות המתכת המרוססת, עובי הציפוי המיושם חושב בקלות. עובי הציפוי הותאם או על ידי שינוי זמן התצהיר או על ידי התאמת המתח על מקור הכוח של המגנטרון. תמונה זו מציגה מאזני דיוק המאפשרים למדוד את מסת הדגימות בדיוק של עשרת אלפיות הגרם.

הכנו אותו על חומרים שונים: עץ, מתכות, נייר כסף, פלסטיק, נייר, סרטי פלסטיק, בדים, בקיצור, על כל מה שאפשר לשים בתא ולחבר לתוף. התמקדנו בעיקר בהשגת אפקטים דקורטיביים - שינוי הצבע או תפיסת המישוש של המשטח. דגימות אורגניות ואנאורגניות אלו מראות את ההבדל בצבע לפני ואחרי היישום של סרטי מתכת שונים.

ההבדל בצבע לפני ואחרי הריסוס נראה בבירור עוד יותר על בדים וסרטים. כאן החתיכה הימנית של סרט פלסטיק רגיל אינה מרוססת, והשמאלית מכוסה בשכבת נחושת.

אפקט נוסף שניתן להשתמש בו למטרות שונות הוא מוליכות של סרטים דקים על מצעים. תמונה זו מציגה את ההתנגדות של פיסת נייר (באוהם) שעליה מוחל סרט טיטניום בעובי של קצת יותר ממיקרון.

עֲבוּר פיתוח נוסףבחרנו כמה כיוונים. אחד מהם הוא לשפר את היעילות של שקיעת סרט באמצעות מגנטונים. אנחנו הולכים "להתנדנד" בפיתוח והפקה משלנו של מגנטרון חזק יותר, גבוה כמו מצלמה ועם כוח גדול פי 2 מזה שמוצג במאמר זה. כמו כן, אנו רוצים לבדוק את הטכנולוגיה של קימוט תגובתי, כאשר יחד עם הגז היוצר הפלזמה ארגון, למשל, מוזנים חמצן או חנקן לתא ובמהלך קפיצת הסרט, לא נוצרים סרטי מתכת טהורים על פני המצע. , אלא תחמוצות או ניטרידים, שיש להם מגוון שונה של תכונות מאשר סרטי מתכת טהורים.

שינוי עיצובים שונים, חלקים ו אלמנטים פונקציונלייםמבוצע לעתים קרובות על ידי שינוי מוחלט של מבנה החומרים. למטרה זו, תרמית עמוקה, פלזמה ו טיפול כימי. אבל יש גם פלח רחב של שיטות לשינוי מאפיינים תפעוליים עקב כיסויים חיצוניים. שיטות כאלה כוללות מתכת ואקום, שבזכותה ניתן לשפר את המאפיינים הדקורטיביים, המוליכים, הרפלקטיביים ואחרים של חומרים.

מידע כללי על הטכנולוגיה

מהות השיטה היא ריסוס חלקיקי מתכת על משטח העבודה. תהליך יצירת ציפוי חדש מתרחש עקב אידוי של מתכות תורמות בתנאי ואקום. המחזור הטכנולוגי כולל ביצוע מספר שלבים שינוי מבניבסיס מטרה ורכיבי ציפוי. בפרט, נבדלים תהליכי אידוי, עיבוי, ספיגה והתגבשות. הליך המפתח יכול להיקרא אינטראקציה של חלקיקי מתכת עם פני השטח בתנאים של סביבת גז מיוחדת. בשלב זה, טכנולוגיית מתכת ואקום מבטיחה את תהליכי הדיפוזיה וההצמדה של חלקיקים למבנה חומר העבודה. ביציאה, בהתאם למצבי ההתזה, מאפייני הציפוי וסוג חומר העבודה, ניתן לקבל מגוון אפקטים. אמצעים טכניים מודרניים מאפשרים לא רק לשפר את הפרט ביצועיםמוצרים, אבל גם עם דיוק גבוהלהבדיל בין מאפייני פני השטח באזורים בודדים.

ציוד בשימוש

ישנן שלוש קבוצות עיקריות של מכונות המשמשות לטכנולוגיה זו. מדובר בציוד רציף, חצי רציף ואצווה. בהתאם, הם שונים מבחינת הארגון הכללי של תהליך העיבוד. יחידות רציפות משמשות לעתים קרובות בייצור סדרתי שבו נדרשת מתכת ואקום מתמשכת. ציוד מסוג זה יכול להיות יחיד או רב קאמרי. במקרה הראשון, היחידות מכוונות לביצוע מתכת ישירות. מודלים רב קאמריים מספקים גם אפשרות ליישם נהלים נוספים - הכנה ראשונית של המוצר, בקרה, טיפול בחום וכו'. גישה זו מאפשרת לנו לייעל את תהליך הייצור. למכונות למתכת אצווה ולמחצה רציפה יש בדרך כלל תא ראשי אחד. בדיוק בגלל אי ​​סדירות הייצור הם משמשים להליך ספציפי, ופעולות הכנה ואותה בקרת איכות מתבצעות בהזמנה נפרדת - לעיתים באופן ידני ללא קווים אוטומטיים. כעת כדאי להסתכל מקרוב על אילו רכיבים מורכבות יחידות כאלה.

עיצוב מכונות למתכת

בנוסף לתא הראשי, בו מתרחשים תהליכי הקפיצה, הציוד כולל רבים מערכות עזרורכיבים פונקציונליים. קודם כל, כדאי להדגיש את המקורות הישירים של החומר המרוסס, שהתקשורת שלו קשורה למתחם חלוקת הגז. כך התקנת מתכת ואקום יכולה לספק את הדרוש עבור משימה ספציפיתפרמטרי עיבוד, ריסוס ערוצי אספקה ​​עם רגולטורים מאפשרים, במיוחד, להתאים את רמת הטמפרטורה, מהירות כיוון הזרימה ונפחים. בפרט, תשתית זו נוצרת על ידי דליפות, משאבות, שסתומים, אלמנטים אוגנים ואביזרים אחרים.

IN מתקנים מודרנייםלאותה ויסות של פרמטרי הפעלה, משתמשים בחיישנים המחוברים ליחידת מיקרו-מעבד. בהתחשב בדרישות שצוינו ורישום ערכים נוכחיים בפועל, הציוד יכול להתאים מצבי עיבוד ללא השתתפות המפעיל. כמו כן, כדי להקל על תהליכי ההפעלה, הציוד מתווסף במערכות ניקוי וכיול בתוך החדר. הודות לציוד כזה, התיקון של מתכת ואקום של המכונה מפושט, שכן ניקוי מתמיד ובזמן ממזער את הסיכונים של עומס יתר של מנועים פנאומטיים, מניפולטורים ומעגלי תקשורת. האחרונים נחשבים לחלוטין כחלק מתכלה, שהחלפתו ביחידות פעולה מתמשכתמבוצע כחלק מתחזוקה שוטפת.

חומרי מטרה למתכת

קודם כל, החסר מתכת, אשר יכול להיות עשוי מסגסוגות מיוחדות, נתונים להליך. נדרש ציפוי נוסף כדי לספק שכבה נגד קורוזיה, לשפר את האיכות חיווט חשמליאו שינויים תכונות דקורטיביות. IN השנים האחרונותמתכת ואקום משמשת יותר ויותר ביחס למוצרי פולימר. התהליך הזהיש ספציפיות משלו, בשל המאפיינים של המבנה של אובייקטים מסוג זה. הטכנולוגיה פחות נפוצה עבור מוצרים בעלי ערכי קשיות נמוכים. זה חל על עץ וכמה חומרים סינתטיים.

תכונות של מתכת של פלסטיק

ריסוס על פני השטח חלקי פלסטיקיכול גם לשנות את החשמל, הפיזי וה תכונות כימיות. מתכות משמשת לעתים קרובות כאמצעי לשיפור האיכויות האופטיות של חלקי עבודה כאלה. הבעיה העיקרית בעת ביצוע פעולות כאלה היא תהליך של אידוי תרמי אינטנסיבי, אשר בהכרח מפעיל לחץ על זרימת החלקיקים המרססים את פני היסוד. לכן, נדרשים משטרים מיוחדים לוויסות הדיפוזיה של חומר הבסיס והמסה הנצרכת.

מתכת ואקום של פלסטיק, שיש להם מבנה קשיח, יש גם מאפיינים משלו. במקרה זה, נוכחותם של לכות מגן ותחול תהיה חשובה. כדי לשמור על רמת הידבקות מספקת כדי להתגבר על המחסומים של סרטים אלה, ייתכן שיהיה צורך להגדיל את האנרגיה התרמית. אבל כאן שוב מתעוררת הבעיה עם הסיכון להרס של מבנה הפלסטיק בהשפעת זרמי חום. כתוצאה מכך, כדי להפיג מתח עודף פנימה סביבת עבודהרכיבים משתנים כגון פלסטיים וממיסים מוכנסים כדי לשמור על צורת חומר העבודה במצב אופטימלי, ללא קשר לתנאי הטמפרטורה.

תכונות של עיבוד חומרי סרט

טכנולוגיות לייצור חומרי אריזה כוללות שימוש במטאליזציה עבור סרטי PET. תהליך זה מבטיח אלומיניזציה של פני השטח, שבגללו חומר העבודה ניחן בחוזק גבוה יותר ועמידות בפני השפעות חיצוניות. בהתאם לפרמטרי עיבוד ודרישות הציפוי הסופי, דרכים שונותגוף קירור. מכיוון שהסרט רגיש לטמפרטורה, הוכנס הליך שיקוע נוסף. כמו עם פלסטיק, זה מאפשר לך להתאים את האיזון התרמי, שמירה על סביבה אופטימלית עבור חומר העבודה. עובי הסרטים המעובדים בשיטת מתכת גליל ואקום יכול לנוע בין 3 ל-50 מיקרון. בהדרגה מוצגות טכנולוגיות המספקות ציפויים דומיםעל משטחים של חומרים בעובי של 0.9 מיקרון, אבל לרוב זה עדיין רק תרגול ניסיוני.

מתכת של מחזירי אור

זהו גם תחום נפרד של שימוש במטאליזציה. אובייקט המטרה במקרה זה הוא פנסי רכב. העיצוב שלהם מספק נוכחות של מחזירי אור, אשר עם הזמן מאבדים את איכויות הביצועים שלהם - הם דוהים, מחלידים וכתוצאה מכך, הופכים לבלתי שמישים. בנוסף, אפילו פנס חדש עלול להינזק בטעות, המצריך תיקון ושיקום. בדיוק למשימה זו מכוונת מתכת ואקום של מחזירי אור, ומספקת ציפוי עמיד בפני שחיקה משטח מראה. מילוי המבנה החיצוני בחלקיקים מתכתיים בצד אחד מבטל פגמים קלים, ומצד שני, הוא פועל כציפוי מגן, המונע נזק אפשרי בעתיד.

ארגון התהליך בבית

ללא ציוד מיוחד, ניתן להשתמש בטכנולוגיית ציפוי כימי משטח, אך עיבוד ואקום ידרוש בכל מקרה תא מתאים. בשלב הראשון מכינים את חומר העבודה עצמו - יש לנקות, להסיר שומנים ובמידת הצורך לשייף. לאחר מכן, האובייקט ממוקם בתא מתכת ואקום. אתה יכול גם לעשות ציוד מיוחד על מסילות מאלמנטים פרופיל במו ידיך. זה יהיה דרך נוחהטעינה ופריקה של חומר אם מתוכנן עיבוד על בסיס קבוע. מה שנקרא מטילי משמשים כמקור לחלקיקי מתכת - עשויים מאלומיניום, פליז, נחושת וכו'. לאחר מכן, המצלמה מותאמת ל מצב אופטימליעיבוד ותהליך הריסוס מתחיל. מיד לאחר המתכת, ניתן לצפות את המוצר המוגמר באופן ידני בציפויי הגנה נלווים המבוססים על לכות.

משוב חיובי על הטכנולוגיה

לשיטה יש הרבה תכונות חיוביות, אשר מציינים על ידי המשתמשים מוצרים מוגמרים V אזורים שונים. בפרט, מצוינות תכונות ההגנה הגבוהות של הציפוי, המונעות קורוזיה והרס מכני של הבסיס. צרכנים רגילים מגיבים בחיוב גם למוצרים שעברו מתכת ואקום על מנת לשפר או לשנות את האיכויות הדקורטיביות שלהם. מומחים מדגישים גם את הבטיחות הסביבתית של הטכנולוגיה.

ביקורות שליליות

החסרונות של שיטה זו של עיבוד מוצרים כוללים מורכבות ארגון טכניתהליך ודרישות גבוהות לפעולות הכנה לרכש. וזה בלי לדבר על השימוש בציוד היי-טק. רק בעזרתו ניתן להשיג ריסוס איכותי. העלות כלולה גם ברשימת החסרונות של מתכת ואקום. עלות עיבוד אלמנט אחד יכולה להיות 5-10 אלף רובל. בהתאם לאזור אזור המטרה ולעובי הציפוי. דבר נוסף הוא שמתכת סדרתית מפחיתה את העלות של מוצר בודד.

לסיכום

שינוי המאפיינים הטכניים, הפיזיים והדקורטיביים של חומרים מסוימים מרחיב את האפשרויות לשימוש נוסף בהם. פיתוח שיטת המתכת הוואקום הוביל להופעתם של תחומי עיבוד מיוחדים תוך התמקדות באיכויות ביצוע ספציפיות. טכנולוגיים פועלים גם לפישוט תהליך ההפקדה עצמו, שמתבטא כבר בצורת הקטנת גודל הציוד וצמצום הליכי העיבוד לאחר. באשר לשימוש בטכניקה בבית, זוהי שיטת הציפוי הבעייתית ביותר, שכן היא דורשת מהמבצע כישורים מיוחדים, שלא לדבר על אמצעים טכניים. מצד שני, שיטות ריסוס משתלמות יותר אינן מאפשרות השגת ציפויים באותה איכות - בין אם מדובר בשכבת הגנה ובין אם מדובר בסטיליזציה דקורטיבית.

ניווט:

תהליך שקיעת הוואקום מורכב מקבוצת שיטות לשקיעת ציפויים (סרטים דקים) בכדור ואקום, בהם מתרחש הפיצוי באמצעות עיבוי ישיר של אדים הנגרם מהיסוד.

ישנם השלבים הבאים של שקיעת ואקום:

• הפקת גזים (קיטור) ממרכיבים המייצרים פיצוי;
• הובלת אדים למצע;
• הצטברות אדים במצע ויצירת קיצוץ;

רשימת שיטות השקעת הוואקום כוללת את התנועות המדעיות והטכניות הבאות, ובנוסף לכך סוגים מהיריםפעולות אלו.

רשימה של שיטות ריסוס תרמי:

• אידוי באמצעות קורה גלוונית;
• אידוי באמצעות קרן לייזר.

אידוי בקשת ואקום:

• חומר הגלם מתאדה בנקודת הקתודה, קשת חשמלית אחראית לכך;
• אפיטקסיה באמצעות קרן מולקולרית.

פיזור יונים:

• חומרי הגלם הראשוניים מפורקים על ידי הפצצת יונים ומושפעים על המצע.

בַּקָשָׁה

פיצוי ואקום משמש לצורך פיתוח רכיבים במישור, התקנים ומנגנונים של ציפויים תפעוליים - מוליכים, מבודדים, עמידים בפני שחיקה, עמידים בפני קורוזיה, עמידים בפני שחיקה, נגד חיכוך, נגד שפשוף, מחסום ואחרים. מניפולציות אלו משמשות ליישום ציפויים דקורטיביים, למשל, בעת הרכבת תנועות שעון עם משטח מצופה זהב וציפוי מסגרות משקפיים. אחת הפעולות העיקריות של מיקרואלקטרוניקה, שבה היא משמשת לצורך יישום שכבות מוליכות (מטאליזציה). פיצוי ואקום משמש לחילוץ ציפויים אופטיים: אנטי רפלקטיבי, מחזיר אור, סינון.

ניתן להחדיר לתחום המדעי והטכני גז פעיל כימית, למשל, אצטילן (לצורך ציפויים המכניסים פחמן), לא מתכת, חלל אוויר. Chem. התגובה במישור המצע מופעלת על ידי חימום או יינון ופירוק של גזים של אחת מתצורות מערכת הגז.

הודות לשימוש בשיטות שיקוע בוואקום, מתקבל ציפוי שעוביו יכול להיות מספר אנגסטרים או להגיע למיקרונים רבים ככלל, כתוצאה מהשקעת המשטח אינו דורש עיבוד נוסף.

שיטות השקעת ואקום

גורלו של כל גרגר של הרכיב המותס בעת הפגיעה במשטח תלוי באנרגיה שלו, בטמפרטורת פני השטח ובתכונות הכימיות שלו. זיקה של אלמנטים ורכיבי סרט. לאטומים או למולקולות המגיעות למישור יש כל הזדמנות או להשתקף ממנו, או להיספג ולאחר פרק זמן מסוים, לעזוב אותו (דיסורפציה), או להיספג וליצור עיבוי במישור (קומפאקטור). באנרגיות דגנים גבוהות, טמפרטורה גבוההמישור וכימי קל זיקה, האלמנט משתקף על ידי פני השטח. הטמפרטורה של מישור החלק, שמעליו משתקפים ממנו כל החלקיקים והשכבה לא תיווצר, נקראת הטמפרטורה הרצינית של שקיעת ואקום, המשמעות שלה תלויה באופי מרכיבי הסרט ובמישור הרכיבים; ועל מצב המטוס. עם זרימות קטנות במיוחד של אלמנטים מתאדים, כולל במקרה שבו חלקיקים אלו נספגים במישור, אך לעיתים רחוקות נפגשים עם חלקיקים דומים אחרים, הם נספגים ואינם יכולים ליצור גרעינים, כלומר, השכבה אינה גדלה כלל. התדירות הרצינית של זרימת רכיבים מתאדים עבור טמפרטורת מישור נתונה היא הצפיפות הנמוכה ביותר שבה החלקיקים מתעבים ויוצרים ציפוי.

ריסוס פלזמה בוואקום

לפי שיטה זו מתקבלים סרטים דקים בעובי 0.02-0.11 מיקרון כתוצאה מחימום, הנידוף והשקעת הרכיב על גבי המצע בתא נפרד בלחץ גז דחוס בו. ההשפעה הגדולה ביותר של שאריות גזים נוצרת בתא באמצעות משאבת ואקום, כ-1.2x10-3 Pa.

תא העבודה כולל מכסה מתכת או זכוכית עם הרעיון של קירור מים חיצוני. החדר ממוקם בצלחת המרכזית ויוצר איתה חיבור מוגן בוואקום. המצע שבו מבוצעת השקיעה קבוע על מחזיק. תנור חימום צמוד למצע המחמם את המצע עד 2400-4400 מעלות צלזיוס, על מנת לשפר את ההידבקות של הסרט המותס. הקבל כולל תנור חימום ומקור לרכיב המרוסס. דש המעבר חוסם את זרימת האדים מהמאייד אל המצע. הפיצוי נמשך בזמן שבו התריס אינו נטרק.

לחימום הרכיב המרוסס, משתמשים בעיקר ב-2 סוגים של מאיידים:

• מחליף חום רב חוטי מחומם ישר או סרט כפול עשוי טונגסטן או מוליבדן;
• מאיידים אלקטרוניים-רדיאליים עם חימום של הרכיב המתאדה בהפצצה גלוונית.

נידוף חומר נפץ משמש להפקדת סרטים מאלמנטים מרובי רכיבים. במקרה זה, הקבל מחומם עד 15,000 מעלות צלזיוס ומפזרים אבקה מתערובת של אלמנטים מתאדים. ניתן להשתמש בשיטה דומה להשגת ציפויים מרוכבים.

לחלק ממרכיבי הציפוי הפופולריים (לדוגמה, זהב) הידבקות לקויה לסיליקון ולאלמנטים מוליכים למחצה אחרים. במקרה של הידבקות לא איכותית של האלמנט המאוד למצע, האידוי מונח ב-2 שכבות. ראשית, על גבי המצע מורחים שכבה של סגסוגת בעלת הידבקות מצוינת למצע המוליך למחצה. לאחר מכן מרססים את השכבה הראשית, שבה החיבור עם שכבת המשנה היה מצוין בעבר.

קריעת יונים ואקום

שיטה זו מורכבת מפירוק אלמנט מהמרכיב הגורם הקיים מול הפוטנציאל השלילי, עקב הפצצה על ידי יונים של גז לא פעיל הנובעים במהלך עירור פריקת הזוהר בתוך מתקן השקעת הוואקום.

החומר של האלקטרודה הטעונה שלילית מרוסס בהשפעת אטומים מיוננים של גז לא פעיל הפוגעים בו. אטומי המעבר המפורקים הללו מופקדים על גבי המצע. היתרון העיקרי של שיטת הקזת יונים ואקום הוא שאין צורך לחמם את המאייד לטמפרטורה גבוהה.

מנגנון התרחשות של פריקת זוהר. הפריקה המתפרקת מנוטרת בתאים עם לחץ גז נמוך בין 2 אלקטרודות מתכת, המסופקות במתח גבוה עד 1-3 קילוואט. במקרה זה, האלקטרודה השלילית מוארקת בדרך כלל. הקתודה היא המטרה מהאלמנט המקרטע. חלל האוויר מפונה תחילה מהתא, לאחר מכן משתחרר גז עד ללחץ של 0.6 Pa.

פריקת הזוהר קיבלה את שמה בשל נוכחותו של מה שנקרא זוהר במטרה (קתודה). זוהר זה נגרמת כתוצאה מירידה גדולה בקיבולת בשכבת מטען החלל ההדוקה ליד הקתודה. סמוך לאזור ה-TC נמצא אזור פאראדיי מקום חשוך, הופך לעמוד חיובי, שהוא חלק עצמאי מההפרשה, בלתי שמיש לחלוטין משכבות אחרות של הפריקה.

ליד האנודה, בנוסף, ישנה שכבה קטנה של מטען חלל, הנקראת שכבת האנודה. אלמנט נוסף של הפער הבין-אלקטרודה נתפס על ידי הקוואזינוטרל הפלזמה. שיטה דומה, המצלמה עוקבת אחר זוהר רסטר עם פסים כהים ובהירים לסירוגין.

כדי לעבור זרם בין האלקטרודות, יש צורך בפליטה יציבה של אלקטרונים מהקתודה. פליטה זו יכולה להיגרם תחת לחץ על ידי חימום הקתודה, או הקרנתה באור אולטרה סגול. פריקה מסוג זה אינה עצמאית.

שקיעת ואקום של אלומיניום

במקרים מסוימים, במיוחד בעת ריסוס פלסטיק, נעשה שימוש במתכת אלומיניום, ומתכת זו היא חומר גלם קל למדי ואינה עמידה בפני שחיקה במקרה זה, יש צורך בשיטות מדעיות וטכניות מיוחדות. המשתמש צריך להבין שעדיף להגן על רכיבים דומים מפני זיהום מיד לאחר ההחתמה, ובנוסף, לא רצוי להשתמש באבקות סיכה ואבקות שונות בדמויות העיתונות.

שקיעה בוואקום של מתכות

מתכות שיכולות להתאדות רק בטמפרטורה מתחת לאזור ההיתוך שלהן מותר לחמם באמצעות זרם ישר מכסף וזהב, מתאדות באמבטיות מעבורות עם טנטלום או טונגסטן. הפיצוי חייב להתבצע בתא בלחץ של פחות מ-10-3 מ"מ כספית. אָמָנוּת.

קריעת יונים-פלזמה בוואקום

כדי שתתרחש פריקת זוהר עצמאית, יש צורך לגרום לפליטת אלקטרונים מהקתודה על ידי הפעלת מתח גבוה של 2-4 קילוואט בין האלקטרודות. אם המתח המופעל עולה על יכולת היינון של הגז בתא (בדרך כלל Ar), במקרה זה, כתוצאה מהתנגשויות של אלקטרונים עם מולקולות Ar, הגז מיונן עם היווצרות יוני Ar+ טעונים חיובית. כתוצאה מכך, פריקה חזותית קטנה, וכתוצאה מכך, מופיעה שדה חשמלי חזק באזור החלל השחור של הקתודה.

יוני Ar+, הרוכשים אנרגיה באזור המסופק, דופקים את האטומים של יסוד הקתודה, באותו רגע, ומעוררים פליטת אלקטרונים צדדיים מהקתודה. פליטה זו משמרת את פריקת הזוהר העצמאית. אטומי מעבר מיסוד הקתודה מגיעים למצע ומושקעים במישור שלו.

התקנת התזת ואקום UVN

העיצוב חמוש בקומפלקס משמעותי מכשירים מודרנייםוהתקנים המבטיחים שקיעת ציפויים של מתכות מהסינתזות והסגסוגות שלהן עם תכונות מבוססות, הידבקות מצוינת ואחידות גבוהה בהתאם לאזור.

סט של מכשירים ומכשירים הכלולים במבנה המכשיר:

• מקור בקרת מערכת ואקום חצי אוטומטי;
• תורת הקזת מגנטרונים בזרם יציב;
• קונספט חימום (עם בקרה ותחזוקה של הטמפרטורה שנקבעה);
• הרעיון של ניקוי סחורה מרוססת באזור של פריקת עשן;
• קונספט של העברת מוצרים בכדור ואקום;
• מד ואקום מספרי;
• קונספט לשליטה בהתנגדות של סרטים גדלים;
• ספק כוח אינוורטר למגנטונים.